16 I. Abschnitt. Untersuchung von Flächen in Parameterfonn.
§ 21 behandelten besonderen Kurvensystemen auf der
Fläche, und es sollen deren Differentialgleichungen, sowie
die in Bd. I, § 22 gefundenen Ausdrücke für die beiden
Hauptkrüramungsradien auf die Parameter u, v über
tragen werden.
Wir beginnen mit den konjugierten Richtungen.
Ist P [x, y, z) ein Punkt der Fläche und sind P 1 (x-\-dx 1 ,
y + dyi > % + dz x ) und P 2 {pc -f- dx 2 , y -j- dy 2 , z + dz 2 ) zwei
infinitesimal benachbarte Punkte, so ist nach ßd. I, § 21, (4)
die Bedingung dafür, daß PP X und PP 2 konjugierte Rich
tungen sind
(1) da x dx 2 + db x dy 2 + dc x dz 2 = 0,
wo da x , db x , dc x die zu dem Punkt P x gehörigen Inkremente
der Richtungskosmus a, h, c sind. In (1) sind nun die Para
meter u, v einzuführen. Sind du x , dv x und du 2 , dv 2 die
Inkremente der Parameter, welche den Punkten P x und P>
zukommen, so ist
(2) dai = ~rT~ du. + ~ dv,, dx 9
J du öv
dx
du
du..
dx
dv
dv 2 ,
usw. Trägt man diese Werte in (1) ein, so erhält man
unter Berücksichtigung der Definitionsgleichungen für P, D',I)"
§ 2, (13), an Stelle von (1)
(3) D du x du 2 + D' (du x dv 2 -|- dv x du 2 ) + D"dv x dv 2 = 0.
Diese Gleichung enthält die notwendige und hin
reichende Bedingung dafür, daß die beiden Richtungen
du x :dv x und du 2 :dv 2 konjugiert sind. Ist ein System
von Kurven gegeben, also du x : dv x als Funktion von u, v
bekannt, so stellt (3) die Differentialgleichung des
konjugierten Systems dar. Aus (3) läßt sich leicht die
Bedingung dafür herleiten, daß die Parameterkurven
konjugiert sind. Es müssen nämlich in diesem Falle die
W erte
du x =-du, dv x = 0 und du 2 = 0, dv 2 = dv
der Gleichung (3) genügen. Hierzu ist aber notwendig und
hinreichend, daß
(4)
P'-O